Apa itu Vector Impedance Meter

Apa itu Vector Impedance Meter?

Definisi Vector Impedance Meter

Vector impedance meter didefinisikan sebagai perangkat yang mengukur amplitudo dan sudut fase impedansi dalam rangkaian AC.

Mengukur Amplitudo dan Sudut Fase

Perangkat ini menentukan impedansi dalam bentuk polar dengan mengevaluasi penurunan tegangan di seberang resistor dan impedansi yang tidak diketahui.

Metode Defleksi Sama

Metode ini memastikan penurunan tegangan yang sama di seberang resistor variabel dan impedansi yang tidak diketahui untuk menemukan nilai impedansi.

Dua resistor dengan nilai resistansi yang sama digunakan di sini. Penurunan tegangan di RAB adalah EAB dan di RBC adalah EBC. Kedua nilai tersebut sama dan setara dengan setengah dari nilai tegangan masukan (EAC).

Sebuah resistor standar variabel (RST) dihubungkan secara seri dengan impedansi (ZX) yang nilainya harus diperoleh.Metode defleksi sama digunakan untuk menentukan besarnya impedansi yang tidak diketahui.

Ini dilakukan dengan mencapai penurunan tegangan yang sama di seberang resistor variabel dan impedansi (EAD = ECD) dan mengevaluasi resistor standar yang telah dikalibrasi (di sini adalah RST) yang juga diperlukan untuk mencapai kondisi ini.

Sudut fase impedansi (θ) dapat diperoleh dari pembacaan tegangan di BD. Di sini adalah EBD.Defleksi meter akan bervariasi sesuai dengan faktor kualitas (Q factor) dari impedansi yang terhubung dan tidak diketahui.

Vacuum Tube Voltmeter (VTVM) membaca tegangan AC dari 0V hingga nilai maksimumnya. Ketika pembacaan tegangan adalah nol, nilai Q adalah nol, dan sudut fase adalah 0 derajat.Ketika pembacaan tegangan mencapai nilai maksimum, nilai Q akan menjadi tak terhingga dan sudut fase akan menjadi 90o.

Sudut antara EAB dan EAD akan sama dengan θ/2 (setengah dari sudut fase impedansi yang tidak diketahui). Ini karena EAD = EDC.

Kita tahu bahwa tegangan di A dan B (EAB) akan sama dengan setengah dari tegangan di A dan C (EAC yang merupakan tegangan masukan). Pembacaan voltmeter, EDB dapat diperoleh dalam hal θ/2. Oleh karena itu, θ (sudut fase) dapat ditentukan. Diagram vektor ditunjukkan di bawah ini.

Untuk mendapatkan perkiraan pertama dari besarnya dan sudut fase impedansi, metode ini dipilih. Untuk mencapai keakuratan pengukuran yang lebih tinggi, vector impedance meter komersial dipilih.

Vector Impedance Meter Komersial

Vector impedance meter komersial mengukur impedansi secara langsung dalam bentuk polar, menggunakan satu kontrol untuk menemukan sudut fase dan besarnya.

Metode ini dapat digunakan untuk menentukan kombinasi apapun dari resistansi (R), Kapasitansi (C), dan Induktansi (L). Selain itu, dapat mengukur impedansi kompleks daripada elemen murni (C, L, atau R).

Kelemahan utama pada rangkaian jembatan konvensional seperti terlalu banyak penyesuaian berurutan dihilangkan di sini. Rentang pengukuran impedansi adalah 0,5 hingga 100.000Ω dalam rentang frekuensi 30 Hz hingga 40 kHz ketika osilator eksternal digunakan untuk memberikan suplai.

Secara internal, meter menghasilkan frekuensi 1 kHz, 400 Hz, atau 60 Hz, dan eksternal hingga 20 kHz. Mengukur impedansi dengan akurasi ±1% untuk besarnya dan ±2% untuk sudut fase.

Rangkaian untuk pengukuran besarnya impedansi ditunjukkan di bawah ini.

Di sini, untuk pengukuran besarnya, RX adalah resistor variabel dan dapat diubah dengan dial kalibrasi impedansi.

Penurunan tegangan dari kedua resistor variabel dan impedansi yang tidak diketahui (ZX) dibuat sama dengan menyesuaikan dial ini. Setiap penurunan tegangan diperbesar dengan menggunakan dua modul amplifier seimbang.

Ini kemudian diberikan ke bagian rectifier ganda yang terhubung. Dalam ini, jumlah aritmetika dari output rectifier dapat diperoleh sebagai nol dan ini ditunjukkan sebagai pembacaan nol di meter indikator. Dengan demikian, impedansi yang tidak diketahui dapat diperoleh langsung dari dial resistor variabel.

Selanjutnya, kita dapat melihat bagaimana sudut fase diperoleh dalam meter ini. Pertama, sakelar disetel pada posisi kalibrasi dan tegangan yang disuntikkan dikalibrasi.Ini dilakukan dengan menyetelnya untuk mendapatkan defleksi penuh skala di VTVM atau meter indikator.

Setelah itu, sakelar fungsi diatur pada posisi fase. Dalam kondisi ini, sakelar fungsi akan membuat output dari amplifier seimbang paralel sebelum pergi ke rektifikasi.

Sekarang, jumlah total tegangan AC yang berasal dari amplifier pasti merupakan fungsi dari perbedaan vektor antara tegangan AC pada amplifier.

Tegangan yang direktifikasi sebagai hasil dari perbedaan vektor ini ditunjukkan di meter indikator atau DC VTVM. Ini sebenarnya adalah ukuran sudut fase antara penurunan tegangan di seberang impedansi yang tidak diketahui dan resistor variabel.

Penurunan tegangan ini akan sama besar tetapi fasa berbeda. Oleh karena itu, sudut fase diperoleh dengan membaca langsung dari instrumen ini.Faktor kualitas dan faktor disipasi juga dapat dihitung dari sudut fase jika diperlukan.

Diagram rangkaian untuk pengukuran sudut fase (θ) ditunjukkan di bawah ini.

Aplikasi dan Manfaat

Digunakan untuk mengukur impedansi kompleks dan menyederhanakan proses dengan menghilangkan kebutuhan untuk penyesuaian berulang.